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AI在藥物發現中的應用趨勢

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吴碧娥╱北美智权报　编辑部

药物发现（Drug Discovery）迄今仍是一个困难、耗时、昂贵、且低成效的过程，若要缩短药物开发时间，可以透过人工智慧（AI）工具加快速度，同时处理并简化多个复杂的工作流程，使庞大的资料数据能转化成真正的治疗方法。因此，全球制药和生物技术产业都在设法导入人工智慧技术，以加快市场发展。

药物发现中的人工智慧

药物发现中的人工智慧是一种利用机器模拟人类智慧，来解决药物发现过程中具有挑战性问题的技术。采用人工智慧技术有助于发现新化合物，并能够用来识别治疗标靶和开发定制药物，目前已应用在入了解药物识别和减轻各种慢性疾病。预计到2030年，全球药物发现市场对人工智慧的需求将达到近272.5亿美元的市场规模，2023年至2030年间的年复合成长率为47.9%[1]。药物发现市场人工智慧的主要参与者，包括辉达(NVIDIA)、微软(Microsoft)、美国生物科技公司英矽智能(Insilico Medicine)、专门开发用于药物发现和材料科学的美国软体公司Schrödinger、英国生技新创Exscientia等公司。

从2023年开始，人工智慧就在药物发现领域有许多新的进展。2023年9月20日，英国Exscientia宣布与德国默克（Merck KGaA）进行高达6.74亿美元的新合作，致力于发现肿瘤学、神经发炎和免疫学领域的新型小分子候选药物。Exscientia 是一家由人工智慧驱动的精准医疗公司，开发出功能性的精准肿瘤学平台，在前瞻性介入临床研究中成功改善患者预后，并将人工智慧设计的小分子推向临床。这项为期多年的合作，将利用Exscientia在人工智慧方面的精准药物设计和发现能力，结合默克在肿瘤学和神经发炎方面的疾病专业知识、临床开发能力，解决癌症和免疫学领域中最困难的药物设计挑战[2]。默克表示未来将继续探索资料科学和人工智慧方法，深化现有的人工智慧和高级分析专业技术，加速突破性药物的发现和交付，更快为患者带来新药并提高成功率[3]。

AI模型为制药及生技公司提供解决方案

2023年3月时，NVIDIA宣布推出生成式人工智慧云端服务BioNeMo Cloud，透过自订人工智慧基础模型，加速新型蛋白质和治疗方法，协助制药公司与新创公司利用人工智慧将工作流程调整至最佳状态，同时应用在推动基因体学、化学、生物学和分子动力学等研究领域，并获得美国制药公司安进(Amgen)采用[4]。今年Nvidia与Amgen进一步携手，Nvidia协助Amgen建构生成式AI的药物开发模型Freyja，将用于药物标靶和发现疾病特异性生物标记，为监测疾病进展和消退提供重要的诊断，有望缩短药物开并为重病患者提供个人化治疗。

尖端AI技术具有改变新药发现的潜力，将加速制药公司提供改变患者生活药物的能力。由Google母公司Alphabet2021年在英国成立的AI药物开发公司Isomorphic Labs，利用DeepMind的「AlphaFold 2」人工智慧技术，用于预测人体内蛋白质的结构，研究人员可借此确定新的靶向途径，以提供药物来对抗疾病。Isomorphic Labs在2024年1月宣布，与大型制药公司礼来(Eli Lilly)、诺华(Novartis)展开制药合作，估计将为Isomorphic Labs 带来共计近30亿美元的价值[5]。

此外，Isomorphic Labs 和Google DeepMind 近期开发出AI模型AlphaFold的第三个版本AlphaFold 3，透过准确预测蛋白质、DNA、RNA的结构以及相互作用，有助于改变科学家对生物世界和药物发现的理解。新模型建立在AlphaFold 2的基础上，2020年AlphaFold 2在蛋白质结构预测取得了重大性突破，至今全球数百万研究人员已将 AlphaFold 2使用在疟疾疫苗、癌症治疗和酵素设计等领域；AlphaFold 3将探索更广泛的生物分子，从加速药物设计和基因组学研究，到开发生物可再生材料，预计AlphaFold 3将开启更多科学性的变革[6]。

生技IPO创新高，市技产业投资热潮再起

根据KPMG发表的《2024年全球医疗照护与生技投资前景》调查报告，过去一年全球遭逢地缘政治冲突、通膨及区域利率影响，医疗照护与生技业持续面临高度不确定性， 2023全年度医疗与生技交易量较前一年减少近两成(17%)，医疗照护领域的交易案件由1,001笔缩减至857笔，生技领域则从1,133笔下降至919笔 (图1) ，交易活动随着疫情红利消退而相对低迷。2023下半年医疗照护领域交易有反弹回升的趋势，随着2024年通膨放缓、联准会可能降息，将为整体交易环境带来明显改善。

图1. 2019~2023年医疗照护与生技业交易概况；图片来源：KPMG

KPMG调查超过500位医疗照护与生技投资专家的结果显示，超过六成(61%)受访者认为2024年投资展望仍保持强劲，预估交易量较2023年为佳，半数(50%)对未来走势乐观看待，另有29%投资者认为估值将下降。KPMG安侯建业健康照护与生技产业服务团队主持会计师郭欣颐预期，通膨、利率、收购竞争，以及预期的不景气等等因素，都是未来一年医疗与生医产业需面对的隐忧，因此许多医疗照护与生技企业正采取重大的成本削减措施、进行内部融资或取得过渡性融资，以延长其财务资金使用期。

医疗照护领域方面，在人口高龄化、慢性病增加及提升患者体验的趋势之下，持续推动着医疗资通讯创新需求，从而加速交易。超过六成(66%)投资者预估，AI与机器学习依旧是主要投资热区，透过数据洞察、AI辅助，以优化临床流程，化解医护缺工困境，并增加诊断效率与准确度。2023年医疗照护领域的交易量相当稳定，主要是由积极寻求新产品以提高更多市占率的策略投资者所推动，预计2024年医疗方面并购活动仍保持稳定。

生技医药领域方面，精准医疗、细胞治疗及癌症疗法仍是重点发展项目，2023年生技医药产业整体交易量下滑，不过随着大型制药与新兴生物技术服务公司将药物开发、制造外包，领域多元囊括临床试验到获得监管批准与商业化新疗法，预期生技医药产业的人才需求将持续上升。由于细胞、基因治疗发展速度缓慢且费用高昂，市场需求不如预期，许多CDMO公司面临产能过剩，导致生技公司的设备、工厂出现出售潮，然而，生技领域投资者预估这仅是短暂衰退，细胞与基因疗法仍有其潜在市场，若后期免疫疗法有创新突破，将需要更多的制造产能。

面对经济逆风与医药相关产业的众多挑战，2023年对健康照护与生技领域投资者来说是特别艰辛的一年，整体市场持续面临监管、估值不确定性以及劳动力短缺等问题，然而，创新交易的需求却不减反增，KPMG安侯生技顾问股份有限公司副董事长寇惠植认为，2023年底国内陆续有多家生技公司完成挂牌，亦有超过15家生技公司取得国外新药药证，近年法规逐步松绑、各项租税优惠措施，再加上主管机关大力推行，将对生技产业进入资本市场更加友善，使整体生技产业投资热潮再起。值得注意的是，虽然生技医药并购活动活跃，但企业可能将面临并购标的有限、居高不下的资金成本等挑战。

资料来源：

1. KPMG《2024年医疗照护和生技投资前景》调查报告。

备注：

骅讯电子总经理室特助

经济日报财经组记者

东森购物总经理室经营企划

AI在藥物發現中的應用趨勢

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